книги / Создание цифровых топографических планов по данным аэрофотосъемки

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

В.В. Мусихин, И.А. Столбов, И.А. Лысков, А.А. Кривенко

СОЗДАНИЕ ЦИФРОВЫХ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ ПЛАНОВ ПО ДАННЫМ АЭРОФОТОСЪЕМКИ

Лабораторный практикум

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебно-методического пособия

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2017

3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. РАСЧЕТ ПЛАНОВОЙ АЭРОФОТОСЪЕМКИ УЧАСТКА МЕСТНОСТИ

Общие сведения [1, 3]

Аэрофотосъемкой называют процесс фотографирования местности с самолета или какого-либо другого летательного аппарата. Аэрофотосъемка выполняется аэрофотоаппаратами. Для топографических целей выполняют, как правило, площадную плановую аэрофотосъемку. Она производится топографическими аэрофотоаппаратами при отвесном (в пределах 3 градусов) положении оптической оси и прокладывается в виде ряда параллельных между собой маршрутов. Аэроснимки, получаемые при такой аэросъемке, должны иметь перекрытия как вдоль, так

ипоперек маршрутов.

Косновным параметрам, характеризующим плановую аэрофотосъемку, относятся:

– размеры участка съемки Lx и Ly;

– высота средней плоскости участка Aср;

– максимальное превышение над средней плоскостью уча-

стка hmax;

–масштаб аэросъемки 1: m;

–фокусное расстояние аэрофотоаппарата f;

–размер (формат) кадра l аэрофотоаппарата;

–абсолютная высота фотографирования Hабс;

–высота фотографирования над средней плоскостью участка Hср;

–продольноеипоперечноеперекрытия аэроснимков Px иPy;

–продольный и поперечный базисы фотографирования

вмасштабе аэроснимка bx, by и на местности Bx, By;

–количество аэрофотосъемочных маршрутов ny;

4

–количество аэроснимков в одном маршруте nx и на весь участок N;

–площадь местности S, покрываемая одним аэроснимком;

–интервал фотографирования t;

–максимальная выдержка τ;

–расчетное съемочное время T.

Масштаб аэросъемки, размер кадра аэрофотоаппарата, его фокусное расстояние и скорость самолета являются исходными параметрами. Остальные параметры определяются по карте и рассчитываются.

Исходные данные. В данной работе масштаб аэрофотосъемки задается индивидуальный для каждого студента и рассчитывается по формуле

1: m = 1: (4000 + 1000 К),

где K – номер варианта. Съемочная скорость самолета принимается равной 180 км/ч при 1 ≤ К ≤ 12 и 360 км/ч при К ≥ 13. Фокусное расстояние и размер кадра аэрофотоаппарата одинаковы для всех вариантов и равны 100,0 мм и 18 см соответственно.

Задание

Рассчитать основные параметры плановой аэрофотосъемки участка местности, заданного на карте, и составить схему аэрофотосъемки.

Цель работы: ознакомиться с плановой аэрофотосъемкой и получить навыки в расчете основных параметров и составлении схемы аэрофотосъемки.

Материальное обеспечение: вариант учебной топографической карты масштаба 1:50 000 с нанесенными границами участка съемки (приложение), линейка.

Место работы в съемочном процессе: данная работа относится к подготовительному процессу съемочных работ. Далее

5

для съемочного процесса следует этап летно-съемочных работ, который в данном методическом пособии не освещен.

Этапы выполнения работы:

1.Определение максимальной и минимальной высотной отметки участка местности;

2.Расчет параметров плановой аэрофотосъемки участка местности;

3.Построение схемы аэрофотосъемки участка местности

вмасштабе 1:50 000.

Методические указания по выполнению работы

1. По карте находят самую высокую и самую низкую точ-

ки участка, определяют их отметки Amax и Amin (рис. 1) и вычисляют высоту средней плоскости участка:

а также максимальное превышение над средней плоскостью:

Рис. 1. Исходные элементы местности при аэрофотосъемке

6

2. Вычисляют высоту фотографирования над средней плоскостью участка:

3. Рассчитывают продольное и поперечное перекрытия аэроснимков:

4. Вычисляют продольный и поперечный базисы фотографирования в масштабе аэроснимка:

5.Определяют по карте размеры Lx и Ly участка съемки.

6.Вычисляют количество аэроснимков в маршруте:

7

При расчетах величины nx и ny округляют до целых чисел

вбольшую сторону.

7.Рассчитывают площадь местности, покрываемую одним аэроснимком, по формуле

выражая ее в км2.

8. Вычисляют интервал фотографирования в секундах:

где δ – допустимая величина «смаза», для расчетов принимают

ееравной 0,02 мм.

10.Определяют расчетное съемочное время:

8

11. На листе ватмана формата A4 в масштабе 1:50 000 вычерчивают схему аэрофотосъемки участка местности, на которой показывают границы участка съемки, аэросъемочные маршруты и центры аэроснимков. На схеме подписывают масштаб схемы и масштаб аэросъемки (рис. 2).

Рис. 2. Пример схемы аэрофотосъемки

Сдаче подлежат:

–оформленный отчет о проделанной работе, включающий титульный лист, расчеты основных параметров аэрофотосъемки,

ивыводы;

–схема аэрофотосъемки участка местности.

Защита выполненной работы основана на проверке преподавателем знаний, касающихся как теоретической части планирования съемки, включая основные требования и определения, так и расчетов.

9

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИСХОДНОГО АЭРОСЪЕМОЧНОГО МАТЕРИАЛА. УЛУЧШАЮЩИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ СНИМКОВ

Общие сведения [3]

В цифровой фотограмметрии используются черно-белые или цветные аэроснимки в виде растрового изображения. Растровым изображением считают аэроснимок, переведенный в цифровой вид с помощью фотограмметрического сканера. Растровое изображение можно также получить при фотографировании местности цифровым съемочным аппаратом, в котором используются приборы с зарядовой связью (ПЗС).

Растровое изображение или цифровой снимок представляет собой дискретное изображение, элементарной частицей которого является пиксель. Растровые данные организованы в сетку строк и столбцов и представляют некоторую географическую область; пиксель – это ячейка такой сетки и наименьшая часть цифрового изображения. Значение каждого пикселя – кодированная спектральная яркость или фотографическая плотность. Эти цифровые представления при отображении их на экране дисплея или при распечатывании образуют изображения.

Термин «пиксель» используется для обозначения элемента как файла изображения, так и изображения на экране дисплея. Обычно один пиксель в файле соответствует одному дисплейному пикселю или элементу изображения на распечатке.

Черно-белый снимок представляется в виде полутонового изображения, где яркость пикселей может принимать непрерывный ряд значений (128, 256 и более) серого цвета (рис. 1). Количество непрерывных значений яркости также называют радио-

10